異常診斷裝置以及內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種異常診斷裝置以及具備這種異常診斷裝置的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，能夠確定在選擇還原催化劑的下游側(cè)所設(shè)置的氨分解催化劑的異常。其具備：對(duì)排氣凈化裝置中的NOX凈化率進(jìn)行診斷的凈化率診斷部；基于在內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所獲得的所述NOX凈化率的診斷結(jié)果，以及在所述內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所獲得的所述NOX凈化率的診斷結(jié)果來確定氨分解催化劑異常的異常判斷部。
【專利說明】異常診斷裝置以及內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于診斷具備第一催化劑以及第二催化劑的內(nèi)燃機(jī)排氣凈化裝置異常的異常診斷裝置，以及具備這種異常診斷裝置的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，該第一催化劑以及第二催化劑具有使用氨有選擇性地凈化排氣中的氮氧化物(NOx)的功能。

【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為用于凈化從車輛等上搭載的內(nèi)燃機(jī)所排放的排氣的排氣凈化裝置，具備選擇還原催化劑和還原劑供給裝置的排氣凈化裝置不斷實(shí)用化，該選擇還原催化劑具有吸附氨的功能，并且使流入的排氣中所包含的NOx有選擇性地與氨發(fā)生反應(yīng)以進(jìn)行凈化；該還原劑供給裝置在較選擇還原催化劑靠上游側(cè)對(duì)排氣通路中供給氨來源的液體還原劑。
[0003]在這樣的內(nèi)燃機(jī)排氣凈化裝置中，具有通過判斷當(dāng)前的排氣凈化裝置上的NOx凈化率是否降低來診斷排氣凈化裝置有無異常的異常診斷裝置(參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]在該異常診斷裝置中，能夠在盡管液體還原劑的供給量適當(dāng)?shù)玁Ox凈化率卻降低的情況下，推斷選擇還原催化劑的異常并催促駕駛者等更換選擇還原催化劑等。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:特開2011 — 226293號(hào)公報(bào)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
這里，作為如上述那樣的排氣凈化裝置的一個(gè)方案有一種在較選擇還原催化劑靠下游側(cè)的排氣通路上具備氨分解催化劑(ammonia slip catalyst)的排氣凈化裝置。氨分解催化劑具有吸附從選擇還原催化劑流出的氨并且使選擇還原催化劑未還原完的NOx進(jìn)行還原的功能，以及使從選擇還原催化劑流出的氨進(jìn)行氧化的功能。
[0007]選擇還原催化劑具有氨的最大吸附量隨著催化劑溫度變高而變小的特性，設(shè)置氨分解催化劑是為了使選擇還原催化劑未吸附完的氨、或者與NOx未反應(yīng)完的氨不會(huì)排放到大氣中。該氨分解催化劑的作用尤其是在催化劑溫度變高的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下有效地得以發(fā)揮。
[0008]在這種排氣凈化裝置中，在排氣溫度比較低的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)行通過上游側(cè)的選擇還原催化劑來凈化NOx的控制。另一方面，在排氣溫度比較高、氨的最大吸附量變小，同時(shí)NOf流量變多的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)行共同利用選擇還原催化劑以及下游側(cè)的氨分解催化劑來凈化NOx的控制。
[0009]這樣一來在具備選擇還原催化劑以及氨分解催化劑的排氣凈化裝置中就存在如下問題:即便在使用在較選擇還原催化劑靠上游側(cè)所檢測的NOx濃度和在較氨分解催化劑靠下游側(cè)所檢測的NOx濃度計(jì)算出NOx凈化率的結(jié)果是，得知NOx凈化率降低的情況下，卻無法區(qū)分選擇還原催化劑的異常和氨分解催化劑的異常。從而，經(jīng)常是必須更換兩種催化齊U，就有可能會(huì)牽涉到成本增加。
[0010]本發(fā)明的
【發(fā)明者】鑒于這種問題，發(fā)現(xiàn)通過比較研究高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)以及低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各自的NOx凈化率就能夠解決這種問題，從而使本發(fā)明得以完成。即、本發(fā)明的目的就是提供一種能夠確定第二催化劑異常的異常診斷裝置以及具備這種異常診斷裝置的內(nèi)燃機(jī)排氣凈化裝置。
[0011]用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
根據(jù)本發(fā)明，提供一種異常診斷裝置，用于診斷排氣凈化裝置的異常，具備:第一催化齊U，被配備在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路上，具有吸附氨并且使用所述氨有選擇性地凈化排氣中的NOx的功能；第二催化劑，被配備在較所述第一催化劑靠下游側(cè)的排氣通路上，具有吸附從所述第一催化劑流出的氨并且使用所述氨有選擇性地凈化從所述第一催化劑流出的NOx的功能；還原劑供給裝置，在較所述第一催化劑靠上游側(cè)對(duì)所述排氣通路內(nèi)供給氨來源的液體還原劑；上游側(cè)NOx濃度檢測部件，用于檢測較所述第一催化劑靠上游側(cè)的NOx濃度；以及下游側(cè)NOx濃度檢測部件，用于檢測較所述第二催化劑靠下游側(cè)的NOx濃度，所述異常診斷裝置的特征在于，具備:凈化率診斷部，對(duì)所述排氣凈化裝置中的NOx凈化率進(jìn)行診斷；以及異常判斷部，基于在所述內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所獲得的所述NOx凈化率的診斷結(jié)果以及在所述內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所獲得的所述NOx凈化率的診斷結(jié)果來確定所述第二催化劑的異常，從而能夠解決上述問題。
[0012]S卩、本發(fā)明的異常診斷裝置分別執(zhí)行內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)以及低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的NOx凈化率診斷，并基于這些診斷結(jié)果來確定第二催化劑的異常。從而，就可以僅在第二催化劑上發(fā)生了異常的情況下，僅更換該第二催化劑，能夠有利于成本減低。
[0013]此外，在構(gòu)成本發(fā)明的異常診斷裝置時(shí)，最好是所述異常判斷部，在所述低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的NOx凈化率為正常范圍、且所述高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的NOx凈化率降低的情況下，確定所述第二催化劑的異常。
[0014]這樣一來如果確定第二催化劑的異常，就能夠基于第二催化劑被利用于NOx凈化時(shí)和未被利用時(shí)的NOx凈化率之差，精度良好地確定第二催化劑的異常。
[0015]此外，在構(gòu)成本發(fā)明的異常診斷裝置時(shí)，最好是所述凈化率診斷部基于催化劑溫度以及排氣流量來確定所述內(nèi)燃機(jī)的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)或低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，并執(zhí)行所述高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的NOx凈化率的診斷以及所述低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的NOx凈化率的診斷。
[0016]這樣一來只要確定高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)以及低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，就可以區(qū)分第二催化劑被利用于NOx凈化的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域以及未被利用的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域。
[0017]此外，本發(fā)明的別的技術(shù)方案是具備上述任一異常診斷裝置的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化
>J-U ρ?α裝直。
[0018]S卩、本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置具備可以確定第二催化劑異常的異常診斷裝置，因此就可以在僅第二催化劑上發(fā)生了異常的情況下，僅更換該第二催化劑，能夠有利于成本減低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中:
圖1是概要地表示本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置之整體結(jié)構(gòu)的圖。
[0020]圖2是用于說明第一催化劑(選擇還原催化劑)之特性所示的圖。
[0021]圖3是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的異常診斷裝置之構(gòu)成的框圖。
[0022]圖4是用于說明異常診斷方法之一例的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面基于附圖具體地說明與本發(fā)明所涉及的異常診斷裝置以及內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置相關(guān)的實(shí)施方式。
[0024]另外，除非特別說明，在各幅圖中附加相同標(biāo)記的部分表示同一構(gòu)成要素，并適宜省略其說明。
[0025]1.排氣凈化裝置之整體結(jié)構(gòu)
圖1是概要地表示具備作為本實(shí)施方式所涉及的異常診斷裝置的電子控制裝置30的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置10的圖。
[0026]在圖1中，內(nèi)燃機(jī)I典型地是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，具備未圖示的多個(gè)燃料噴射閥，并且連接有排氣進(jìn)行流通的排氣管3。燃料噴射閥通過電子控制裝置(下面稱之為“ECU:Electronic Control Unit”)30而進(jìn)行通電控制,ECU30基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、加速器操作量或其它信息來運(yùn)算燃料噴射量，并且基于所計(jì)算出的燃料噴射量來求解燃料噴射閥的通電時(shí)期以及通電時(shí)間，以執(zhí)行燃料噴射閥的通電控制。
[0027]在被連接到內(nèi)燃機(jī)I的排氣管3上設(shè)置有排氣凈化裝置10。排氣凈化裝置10從排氣管3的上游側(cè)起按順序具有氧化催化劑11、顆粒過濾器12、第一催化劑13和第二催化劑14。此外，排氣凈化裝置10在第一催化劑13的上游側(cè)具備排氣溫度傳感器15和上游側(cè)NOx濃度傳感器17，并且在第二催化劑14的下游側(cè)具備下游側(cè)NOx濃度傳感器18。這些傳感器的傳感器信號(hào)被輸入到E⑶30。
[0028]設(shè)置氧化催化劑11是為了使從內(nèi)燃機(jī)I所排出的排氣中的NO氧化并轉(zhuǎn)變成NO2。原因是在NO與NO2的比率為1:1的時(shí)候，第一催化劑13或者第二催化劑14上的氨與NOx的反應(yīng)最有效率地得以進(jìn)行。此外，氧化催化劑11還具有在活性狀態(tài)下使排氣中所包含的HC或CO進(jìn)行氧化(燃燒)的功能。這是因?yàn)樵陬w粒過濾器12的再生控制時(shí)發(fā)生氧化熱而使排氣溫度上升的緣故。能夠使用的氧化催化劑11只要是公知的柴油機(jī)氧化催化劑等就沒有特別限定。
[0029]顆粒過濾器12是具有捕集從內(nèi)燃機(jī)I排放的排氣中所包含炭煙等微粒子(下面稱之為“PM (Particulate Material)”)之功能的過濾器。顆粒過濾器12典型地是采用具有蜂窩狀構(gòu)造的過濾器，但并不限定于這樣的過濾器。
[0030]第一催化劑13是使用液體還原劑有選擇性地還原排氣中所包含的NOx的催化劑，所述液體還原劑通過由泵21以及還原劑噴射閥23等所構(gòu)成的還原劑供給裝置20來供給。在本實(shí)施方式中，從還原劑供給裝置20所供給的液體還原劑是尿素水溶液，該尿素水溶液分解所生成的氨被吸附在第一催化劑13上，作為與NOx進(jìn)行反應(yīng)的還原劑而發(fā)揮功能。
[0031]這里，在圖2(a)以及(b)中表述第一催化劑13的特性。圖2 (a)表示催化劑溫度Tc與氨的最大吸附量Vmax之關(guān)系，圖2(b)表示相對(duì)于氨的最大吸附量的實(shí)際吸附率Rstr (Vact / Vmax)與NOx的凈化率Rp之關(guān)系。
[0032]如圖2(a)所示，第一催化劑13中的氨的最大吸附量Vmax根據(jù)催化劑溫度Tc而變化。即、第一催化劑13具有隨著催化劑溫度Tc變高，氨的最大吸附量Vmax變小的特性。此外，如圖2 (b)所示，第一催化劑13具有氨的吸附率Rstr越高則NOx的凈化率Rp變高的特性。
[0033]從而，在本實(shí)施方式所涉及的排氣凈化裝置10中，對(duì)第一催化劑13的溫度Tcl進(jìn)行監(jiān)視，以在氨的最大吸附量Vmaxl變化之中，氨的實(shí)際吸附率Rstr例如為80%程度這一方式對(duì)液體還原劑的噴射量進(jìn)行調(diào)節(jié)。無法將吸附率的目標(biāo)設(shè)定成接近100%的原因是在第一催化劑13的溫度Tcl上升的情況下，最大吸附量Vmax減少，氨可能會(huì)流出到第一催化劑13的下游側(cè)。
[0034]具備第二催化劑14是為了吸附第一催化劑13未能吸附完的氨，以使得氨不會(huì)排放到大氣中。即、第二催化劑14是至少具有與第一催化劑13同樣的NOx還原功能的催化齊U。在本實(shí)施方式中，采用氨分解催化劑作為第二催化劑14，第二催化劑14同時(shí)具有NOx還原功能和氨氧化功能。此外，在本實(shí)施方式中，使用容量即體積小于第一催化劑13的容量的第二催化劑14。
[0035]第二催化劑14尤其是在第一催化劑13中氨的最大吸附量Vmaxl降低、且排氣中的NOx濃度Nu增加的內(nèi)燃機(jī)I的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)揮功能。即、本實(shí)施方式所涉及的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置10，一方面在內(nèi)燃機(jī)I的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行使用第一催化劑13來凈化排氣中的NOx的控制，另一方面在內(nèi)燃機(jī)I的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行不僅利用第一催化劑13而且利用第二催化劑14來凈化排氣中的NOx的控制。
[0036]上游側(cè)NOx濃度傳感器17相當(dāng)于上游側(cè)NOx濃度檢測部件，但是還可以不使用NOx傳感器而是通過基于內(nèi)燃機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)條件利用ECU30進(jìn)行運(yùn)算來推測上游側(cè)NOx濃度Nu。此外，上游側(cè)NOx濃度傳感器17的值還可以通過NO2 / NO比或排氣壓力等的值來進(jìn)行修正。
[0037]下游側(cè)NOx濃度傳感器18相當(dāng)于下游側(cè)NOx濃度檢測部件，設(shè)置它是為了檢測比第二催化劑14靠下游側(cè)的NOx濃度Nd、即用第一催化劑13以及第二催化劑14未凈化完的NOx濃度。由下游側(cè)NOx濃度傳感器18所檢測的NOx濃度Nd的信息主要被用于修正液體還原劑的噴射量，但是在本實(shí)施方式所涉及的異常診斷裝置中，還被用于NOx凈化率的診斷。
[0038]2.電子控制裝置(異常診斷裝置)
(I)概略構(gòu)成
圖3以功能塊來表示ECU30的構(gòu)成之中與異常診斷相關(guān)聯(lián)的部分。該ECU30具有作為異常診斷裝置的功能。
[0039]E⑶30以公知的微型計(jì)算機(jī)為中心而構(gòu)成，具備診斷條件成立判斷部31、運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)判斷部33、凈化率診斷部35、異常判斷部37和告知部39。具體而言，構(gòu)成ECU30的各部分通過利用微型計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序而得以實(shí)現(xiàn)。
[0040]此外，在E⑶30上具備由RAM或ROM等存儲(chǔ)元件所組成的未圖示的存儲(chǔ)部。在存儲(chǔ)部中預(yù)先存儲(chǔ)有控制程序以及各種運(yùn)算圖表，并且還寫入來自于上述各部分的運(yùn)算結(jié)果坐寸ο
[0041]診斷條件成立判斷部31判斷現(xiàn)在的排氣凈化裝置10的狀態(tài)是否為可以執(zhí)行凈化率診斷的狀態(tài)。診斷條件至少包含利用還原劑供給裝置20的液體還原劑的供給量為正常。這是因?yàn)樵谝后w還原劑的供給量不正常的情況下，NOx凈化率有可能會(huì)由此而降低，判斷第一催化劑13或者第二催化劑14的異常就變得困難。這一條件是否成立，能夠通過例如查看還原劑供給裝置20的泵21以及還原劑噴射閥23是否為錯(cuò)誤狀態(tài)，是否檢測出由液體還原劑的凍結(jié)等所造成的異常來進(jìn)行判斷。
[0042]作為其它的診斷條件，可列舉從由排氣溫度傳感器15檢測出的排氣溫度Tf而推斷的第一催化劑13的溫度Tcl以及第二催化劑14的溫度Tc2是否大于等于催化劑活化溫度，但并不限于此，能夠設(shè)定任意的診斷條件。
[0043]運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)判斷部33判斷內(nèi)燃機(jī)I是否處于高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)或低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，基于第一催化劑13的溫度Tcl或第二催化劑14的溫度Tc2和排氣流量Fg，參照?qǐng)D表信息來判斷高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)以及低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。具體而言，預(yù)先設(shè)定好高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)以及低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)各自運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中的催化劑溫度Tcl (Tc2)以及排氣流量Fg的范圍，在當(dāng)前的催化劑溫度Tcl (Tc2)以及排氣流量Fg處于該范圍內(nèi)時(shí)，判斷為高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)或者低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0044]或者，還可以不采用圖表，而是簡易地在催化劑溫度Tcl(Tc2)為低溫(例如250?350°C )且排氣流量Fg較小時(shí)判斷為低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且在催化劑溫度Tcl (Tc2)為高溫(例如400?500°C )且排氣流量Fg較大時(shí)判斷為高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0045]催化劑溫度Tcl(Tc2)是基于由排氣溫度傳感器15檢測出的排氣溫度Tg通過運(yùn)算而推算的值。但是，還可以簡易地使用排氣溫度Tg其本身來判斷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。此外，排氣流量Fg是基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne等內(nèi)燃機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)條件通過運(yùn)算所求得的值。
[0046]另外，下面在本實(shí)施方式中，使用第一催化劑13的溫度Tcl作為催化劑溫度Tc。
[0047]凈化率診斷部35在診斷條件成立內(nèi)燃機(jī)I處于高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)或者低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行當(dāng)前的排氣凈化裝置10的NOx凈化率Rp的診斷。這一診斷例如通過比較基于上游側(cè)NOx濃度Nu以及下游側(cè)NOx濃度Nd所計(jì)算出的第一 NOx凈化率Rpl和以諸條件為基礎(chǔ)所設(shè)想的第二 NOx凈化率Rp2來進(jìn)行。
[0048]第一 NOx凈化率Rpl能夠通過比較上游側(cè)NOx濃度Nu和下游側(cè)NOx濃度Nd而作為減少的NOx濃度的比率((Nu - Nd) / Nu)而獲得。此外，第二 NOx凈化率Rp2例如能夠基于第一催化劑13催化劑溫度Tel、氨的推定吸附量(實(shí)際吸附量)Vact、排氣流量Fg、上游側(cè)NOx濃度Nu、NOx中的NO2 / NO比等的值而計(jì)算出來。但是，求解第二 NOx凈化率Rp2的方法并不限于此例子，還能夠采用其它方法。
[0049]第一 NOx凈化率Rpl是使用上游側(cè)NOx濃度Nu以及下游側(cè)NOx濃度Nd所獲得的實(shí)際值，第二 NOx凈化率Rp2是從當(dāng)前的內(nèi)燃機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)條件或排氣凈化裝置10的狀態(tài)所推定的、NOx凈化率Rp的設(shè)想值。從而，在實(shí)際的第一 NOx凈化率Rpl顯著地低于設(shè)想的第二 NOx凈化率Rp2的情況下，就能夠判斷為發(fā)生NOx凈化率Rp的異常。
[0050]異常判斷部37基于在凈化率診斷部35所獲得的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的NOx凈化率Rp的診斷結(jié)果以及低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的NOx凈化率Rp的診斷結(jié)果，來判斷有無第一催化劑13的異常以及第二催化劑14的異常。特別是，本實(shí)施方式所涉及的ECU (異常診斷裝置)30構(gòu)成為能夠確定只是第二催化劑14的故障。
[0051]利用異常判斷部37的異常判斷基于下面的想法來進(jìn)行。即、在內(nèi)燃機(jī)I的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下僅利用第一催化劑13來進(jìn)行NOx的凈化，另一方面在內(nèi)燃機(jī)I的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下不僅利用第一催化劑13而且利用第二催化劑14來進(jìn)行凈化，因此在一方面低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的NOx凈化率Rp適當(dāng)，另一方面高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的NOx凈化率Rp降低時(shí)，就確定為第二催化劑14有異常。
[0052](2)流程圖
接著，沿著圖4的流程圖來說明由作為本實(shí)施方式所涉及的異常診斷裝置的ECU30所執(zhí)行的排氣凈化裝置10的異常診斷方法的具體一例。下面說明的異常診斷方法的例程在內(nèi)燃機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)中經(jīng)?；蛘咄ㄟ^每規(guī)定周期的中斷來執(zhí)行。
[0053]首先，在步驟SI中，ECU30讀入排氣溫度傳感器15、上游側(cè)NOx濃度傳感器17以及下游側(cè)NOx濃度傳感器18等的傳感器信號(hào)，除此以外還讀入與內(nèi)燃機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)條件、還原劑供給裝置20的異常診斷結(jié)果等相關(guān)聯(lián)的信息。
[0054]接下來，在步驟S2中，ECU30基于在步驟SI所讀入的信息來判斷當(dāng)前的排氣凈化裝置10的狀態(tài)是否為可進(jìn)行NOx凈化率診斷的狀態(tài)。如上述所例示那樣，在這里，通過判斷利用還原劑供給裝置20的液體還原劑的供給量是否正常，催化劑溫度Tcl是否大于等于催化劑活化溫度等來判斷是否可以執(zhí)行凈化率診斷。
[0055]一方面在步驟S2判斷為“否”的情況下返回到步驟SI，另一方面在步驟S2判斷為“是”的情況下則進(jìn)入步驟S3，ECU30判斷內(nèi)燃機(jī)I是否處于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，基于催化劑溫度Tcl以及排氣流量Fg的值來判斷內(nèi)燃機(jī)I是否處于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0056]在步驟S3判斷為“是”的情況下，即在內(nèi)燃機(jī)I處于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下，進(jìn)入步驟S4執(zhí)行NOx凈化率診斷。例如比較基于上游側(cè)NOx濃度Nu以及下游側(cè)NOx濃度Nd的值所獲得的作為實(shí)際值的第一 NOx凈化率Rpl，與從內(nèi)燃機(jī)I的運(yùn)轉(zhuǎn)條件或排氣凈化裝置10的狀態(tài)所推定的作為設(shè)想值的第二 NOx凈化率Rp2，并判斷實(shí)際的NOx凈化率是否降低由此來進(jìn)行診斷。還可以在第一 NOx凈化率Rpl比第二 NOx凈化率Pp2降低規(guī)定值以上的情況下判斷為NOx凈化率異常，還能夠在第一 NOx凈化率Rpl比第二 NOx凈化率Rp2降低規(guī)定比例以上的情況下判斷為NOx凈化率異常。
[0057]在步驟S4中結(jié)束了 NOx凈化率診斷以后，進(jìn)入步驟S5記錄診斷結(jié)果。此時(shí)所記錄的診斷結(jié)果作為低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的NOx凈化率的診斷結(jié)果而進(jìn)行記錄。
[0058]另一方面，在上述步驟S3中判斷為“否”的情況下，即在內(nèi)燃機(jī)I不處于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下進(jìn)入步驟S6，ECU30判斷內(nèi)燃機(jī)I是否處于高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。在本實(shí)施方式中，基于催化劑溫度Tcl以及排氣流量Fg的值來判斷內(nèi)燃機(jī)I是否處于高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0059]在步驟S6判斷為“否”的情況下，由于內(nèi)燃機(jī)I既不是低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)也不是高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以不進(jìn)行NOx凈化率診斷而返回到步驟SI。另一方面，在步驟S6判斷為“是”的情況下，即在內(nèi)燃機(jī)I處于高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下進(jìn)入步驟S7，沿著與步驟S4同樣的程序來執(zhí)行NOx凈化率診斷。然后，在結(jié)束了 NOx凈化率診斷以后進(jìn)入步驟S8記錄診斷結(jié)果。此時(shí)所記錄的診斷結(jié)果作為高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的NOx凈化率的診斷結(jié)果而進(jìn)行記錄。
[0060]在步驟S5中記錄了低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的NOx凈化率診斷的結(jié)果，或者在步驟S8中記錄了高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的NOx凈化率診斷以后，進(jìn)入步驟S9，E⑶30判斷在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的NOx凈化率上是否有異常。在步驟S9中判斷為“是”的情況下，由于有可能是第一催化劑13上的NOx凈化功能不充分或者是第二催化劑14上吸附從第一催化劑13流出的氨以凈化NOx的功能不充分，所以進(jìn)入步驟SlO判斷為有第一催化劑13以及第二催化劑14的異常。
[0061]另一方面，在步驟S9中判斷為“否”的情況下進(jìn)入步驟Sll，E⑶30判斷在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的NOx凈化率上是否有異常。在步驟Sll中判斷為“是”的情況下，由于僅在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下才出現(xiàn)NOx凈化率的異常，所以判斷為第二催化劑14的異常。另一方面，在步驟Sll中判斷為“否”的情況下，由于在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)以及高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下都沒有在NOx凈化率上出現(xiàn)異常，所以設(shè)為在當(dāng)前的排氣凈化裝置10上沒有異常而原樣返回到步驟SI。
[0062]當(dāng)在步驟SlO或者步驟S12中判斷為在第一催化劑13和/或第二催化劑14上有異常后，進(jìn)入步驟S13，ECU30使報(bào)警燈或報(bào)警聲等進(jìn)行動(dòng)作以對(duì)駕駛者等告知催化劑的異常判斷結(jié)果，催促更換需要更換的催化劑并結(jié)束本例程，返回到未圖示的主例程。
[0063]3.本實(shí)施方式所帶來的效果
如以上所說明那樣，本實(shí)施方式所涉及的異常診斷裝置30以及具備它的排氣凈化裝置10，分別取得內(nèi)燃機(jī)I的低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的NOx凈化率Rp的診斷結(jié)果和高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的NOx凈化率Rp的診斷結(jié)果，并基于這些診斷結(jié)果來確定是否在第一催化劑13以及第二催化劑14上發(fā)生異常，或者是否僅在第二催化劑14上發(fā)生異常。從而，就可以在僅在第二催化劑14上發(fā)生了異常的情況下，僅更換該第二催化劑，能夠有利于成本減低。
[0064]此外，在本實(shí)施方式所涉及的異常診斷裝置30以及具備它的排氣凈化裝置10中，在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的NOx凈化率Rp的診斷結(jié)果上沒有異常、且高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的NOx凈化率Rp的診斷結(jié)果上發(fā)現(xiàn)了異常的情況下，就確定第二催化劑14的異常。從而，就能夠基于利用第二催化劑14時(shí)和未利用時(shí)的NOx凈化率Rp之差，精度良好地確定第二催化劑14的異常。
[0065]此外，在本實(shí)施方式所涉及的異常診斷裝置30以及具備它的排氣凈化裝置10中，基于催化劑溫度Tcl以及排氣流量Fg來確定內(nèi)燃機(jī)I的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)或者低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，并分別執(zhí)行NOx凈化率診斷。從而，就能夠容易地劃分第二催化劑14被利用于NOx凈化的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域以及未被利用的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域。
[0066]4.變形例
迄今所說明的本實(shí)施方式所涉及的異常診斷裝置30以及內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置10并不限定于上述例子，可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種改變。
[0067]例如雖然在上述的異常診斷方法的流程圖中，先判斷內(nèi)燃機(jī)I是否處于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，但還可以先判斷是否處于高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0068]此外，雖然在上述的異常診斷方法的流程圖中，在步驟S9以及步驟Sll中，作為低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的NOx凈化率診斷的結(jié)果以及高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的NOx凈化率診斷的結(jié)果，若NOx凈化率Rp的異常即使是被記錄一次則判斷為有異常，但也可以為了改善診斷精度，在NOx凈化率Rp的異常被記錄規(guī)定次數(shù)以上時(shí)才可靠地判斷為發(fā)生了異常。
[0069]進(jìn)而，雖然在本實(shí)施方式中，比較基于上游側(cè)NOx濃度Nu以及下游側(cè)NOx濃度Nd所獲得的作為實(shí)際值的第一 NOx凈化率Rpl和基于諸條件所推定的作為設(shè)想值的第二 NOx凈化率Rp2，來判斷NOx凈化率的異常，但是NOx凈化率的診斷方法并不特別地受到限制。
【權(quán)利要求】
1.一種異常診斷裝置，用于診斷排氣凈化裝置的異常，具備: 第一催化劑，所述第一催化劑被配備在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路上，具有吸附氨并且使用所述氨有選擇性地凈化排氣中的NOx的功能； 第二催化劑，所述第二催化劑被配備在較所述第一催化劑靠下游側(cè)的排氣通路上，具有吸附從所述第一催化劑流出的氨并且使用所述氨有選擇性地凈化從所述第一催化劑流出的NOx的功能； 還原劑供給裝置，所述還原劑供給裝置在較所述第一催化劑靠上游側(cè)對(duì)所述排氣通路內(nèi)供給氨來源的液體還原劑； 上游側(cè)NOx濃度檢測部件，所述上游側(cè)NOx濃度檢測部件用于檢測較所述第一催化劑靠上游側(cè)的NOx濃度；以及 下游側(cè)NOx濃度檢測部件，所述下游側(cè)NOx濃度檢測部件用于檢測較所述第二催化劑靠下游側(cè)的NOx濃度， 所述異常診斷裝置的特征在于，具備: 凈化率診斷部，所述凈化率診斷部對(duì)所述排氣凈化裝置中的NOx凈化率進(jìn)行診斷；以及 異常判斷部，所述異常判斷部基于在所述內(nèi)燃機(jī)高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所獲得的所述NOx凈化率的診斷結(jié)果，以及在所述內(nèi)燃機(jī)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所獲得的所述NOx凈化率的診斷結(jié)果，來確定所述第二催化劑的異常。
2.如權(quán)利要求1所記載的異常診斷裝置，其特征在于，所述異常判斷部，在所述低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的NOx凈化率為正常范圍、且所述高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的NOx凈化率降低的情況下，確定所述第二催化劑的異常。
3.如權(quán)利要求1或2所記載的異常診斷裝置，其特征在于，所述凈化率診斷部基于催化劑溫度以及排氣流量，來確定所述內(nèi)燃機(jī)的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)或低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，并執(zhí)行所述高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的NOx凈化率的診斷以及所述低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的NOx凈化率的診斷。
4.一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，具備權(quán)利要求1?3中任意一項(xiàng)所記載的異常診斷裝置。
【文檔編號(hào)】F01N3/08GK104364484SQ201380033329
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2013年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月28日
【發(fā)明者】谷岡謙一 申請(qǐng)人:博世株式會(huì)社